全铝车身技术开发与应用
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人称“内板+外板”的轿车承 载式结构车身一直沿用至今快 一百年了。
1.全铝车身的定义
客车承载式车身结构是由德国凯斯鲍尔于1950年发明的---特点：（1）将“车身”和“车架”合二为一； （2）依然采用“骨架”+“蒙皮”结构形式。 其发明效果： 1.重量降低， 2.安全系数提高， 3.增加车内乘客空间。
255
260 215 290 350 530
8
10 8 10 10 6
好
一般 一般 一般 差 差
一般
一般 差 一般 差 差
适应强度要求高且焊接性高的构件
适应强度要求一般、弯形的构件 适应强度要求不高的构件 适应强度要求高、焊接性一般的构件 适应强度要求高的构件 适应强度要求高的构件
综合性高
烘烤强化
航空级 航空级
壁 厚
重 量
1mm
1
3mm
1
2.全铝车身技术（3.结构设计）
2.3.1.内板+外板的结构： 应用实例：
2.全铝车身技术（3.结构设计）
2.3.1.内板+外板的结构： 应用实例：
这些全铝车身与钢车相比，都是简单的 以铝代钢、材料替换而已，还是原来的 内板+外板的结构，其刚度值得去思考？
2.全铝车身技术（3.结构设计）
2.3.2.骨架+蒙皮的结构：
蒙皮 蒙皮
骨架
特点： 1.轻量化（车身与底盘合并为全承载式车身结构，轻量化效果好） 2.效率低（相对内外板结构，生产效率低）
骨架
2.全铝车身技术（3.结构设计）
钢蒙皮
2.3.2.骨架+蒙皮的结构：
铝蒙皮
优化骨架截面结构
钢骨架
铝骨架
钢 结 构 E/G 刚 度 K1 （弹性模量）210/79（剪切模量）
欧尚汽车
全铝车身技术开发与应用
长安欧尚汽车研究院 轻量化技术专家 伍成祁
2018（第三届）中国新能源汽车轻量化技术研讨会
目
录
1.全铝车身的定义 2.全铝车身技术开发及应用
2018（第三届）中国新能源汽车轻量化技术研讨会
1.全铝车身的定义
采用90%以上的铝合金材料制作的车身称为全铝车身
全承载式全铝车身
铝 结 构 （弹性模量）70/26（剪切模量） K2=K1 优化骨架型材截面结 构的情况下， 轻量化效果才有可能。
壁 厚
重 量
1mm
1
1.2mm
0.6
2.全铝车身技术（3.结构设计）
低地板全铝 车身公交车
2.3.2.骨架+蒙皮的结构：
应用实例：
高地板全铝车 身长途客车
骨架+蒙皮的全铝 飞机结构。
低地板全铝车身+ 全铝底盘公交车
铝合金 牌号 抗拉强度 MPa 伸长率 ％ 焊接 性能 弯形 性能 适 应 部 件 备 注
2014-T6
5083-H112
415
270
7
12
差
好
差
好
适应强度要求高的构件
适应强度要求高、弯形的构件
航空级
开口型材
6005A-T6
6061-T4/T6 6063-T4/T6 6082-T4/T6 7005-T6 7075-T6
2.全铝车身技术（1.铝材选用）
2.1.1.板材选用：
铝合金 牌号
1060-H112
抗拉强度 MPa
60
伸长率 ％
22
焊接 性能
好
弯形 性能
好
适 应 部 件
适应强度要求不高、拉深的构件
备 注
纯铝99.6%
3103-H112
5052-H112 5083-H112 5182-H112 5754-H112 6016-T4
铸材压铸成形
2.全铝车身技术（2.制造工艺）
2.2.2.连接工艺：
TIG
焊接工艺 铝材 铆接工艺 连接工艺 螺接工艺
SRP
MIG
FSW
FDR
TOX
FDS
扣接工艺
2.全铝车身技术（3.结构设计）
2.3.1.内板+外板结构：
1 外板（覆盖件） 3 外板（覆盖件）
点焊连接
2 内板（结构件）
特点： 1.轻量化（车身与底盘合并；骨架与蒙皮合并） 2.效率高（整车全由板材冲压快速成形，由点焊快速连接）
装载40T的全铝底盘
2.全铝车身技术（3.结构设计）
2.3.2.骨架+蒙皮的结构：
骨架+蒙皮 全铝车身
应用实例：
现有乘用车尝试采用骨 架+蒙皮的结构形式！！
全铝骨架 型材底盘
全铝骨架 型材底盘
骨架+蒙皮 全铝车身
2.全铝车身技术（3.结构设计）
钢蒙皮
2.3.3.型材一体化的结构：
骨架+蒙皮合并为 型材一体化结构
点焊连接
2.全铝车身技术（3.结构设计）
2.3.1.内板+外板的结构：
钢结构
简单的以铝代钢
铝结构
钢 结 构 E/G 刚 度 K1 （弹性模量）210/79（剪切模量）
铝 结 构 （弹性模量）70/26（剪切模量） K2=K1 在形状结构、外尺寸不 变的情况下： 只有把壁厚增加3倍时， 它们的刚度才相等。
2.全铝车身技术（1.铝材选用）
型材应用实例： 6005A-T6 6063-T6 5083-H112 6082-T6 6082-T6 6005A-T6 6063-T6 6082-T6 6082-T6 6082-T6 6061-T6
2.全铝车身技术（1.铝材选用）
2.1.3.铸材选用：
铝合金 牌号 ZL118-T6 ZL205A-T6 ZL305-T4 抗拉强度 MPa 290 470 290 伸长率 ％ 1 3 8 焊接 性能 差 差 差 弯形 性能 ---------适 应 部 件 适应强度要求一般的铸造构件，减振塔 适应强度要求高的铸造构件，发动机体 适应强度要求一般的铸造构件，座椅骨架 备 注
结构刚性最差 结构刚性好 结构刚性最好
解决上述的问题
未来的全铝车身结构---值待你们+我们一起去创新！！
欧尚汽车
长安欧尚汽车研究院
谢谢大家关注!
2018.6 .重庆
2018（第三届）中国新能源汽车轻量化技术研讨会
帆布做的 铝材做的
塑料（复合）做的
木材做的
2.全铝车身技术
1.铝材选用 1.板材选用 2.型材选用 3.铸材选用 1.成形工艺 2.连接工艺
பைடு நூலகம்
全铝车身技术
2.制造工艺
3.结构设计
1.内板+外板结构 2.骨架+蒙皮结构 3.型材一体化结构
定义：选用铝合金合适的材料通过合适的工艺手段达成全铝车身结构设计的目的。
2.全铝车身技术（1.铝材选用）
板材应用实例： 6016-T4 5182-T4 1060-H112 6016-T4
5182-T4/O
3103-H112 5754-H112/O
5182-T4/O
5083-H112
5052-H112
5182-T4/O
2.全铝车身技术（1.铝材选用）
2.1.2.型材选用：
钢骨架
优化骨架截面结构
钢 结 构
特点： 1.轻量化一般
铝 结 构
2.结构刚性好
E/G 刚 度 壁 厚 重 量 K1
（弹性模量）210/79（剪切模量）
（弹性模量）70/26（剪切模量） K2=1.4 K1 1.5mm 0.9 优化骨架型材截面结 构的情况下， 即增加了强度又减轻 了重量。
2mm 1
2.全铝车身技术（3.结构设计）
1.全铝车身的定义
1.2 非承载式全铝车身
------不承载整车全部载荷的（全铝）车身称为非承载式（全铝） 车身，整车全部载荷由底盘中的车架来承担。此类车结构也叫全 承载式（全铝）底盘。
全铝底盘车架
承载全部载荷
1.全铝车身的定义
------既然由全承载式（全铝）底盘的车架来承载整车全部载荷，那么， 车身就没有必要来承载载荷，因此，此类车身也称非承载式车身，此车身 可用。。。。。。。
全铝车身 非承载式全铝车身
? ? ?
1.全铝车身的定义
1.1 全承载式全铝车身
------承载整车全部载荷的整体式（全铝）车身称为全承载式 （全铝）车身，原底盘中的车架已融入到车身当中。
1.全铝车身的定义
轿车承载式车身结构是由文森卓•兰西亚于1925年发明的---特点：（1）将“车身”和“底盘”合二为一;（2）将“骨架”和“蒙皮” 合为一体;（3）由钢板冲压而成的结构件和覆盖件组成承载式车身的基本 结构。 其发明效果： 1.重量降低， 2.生产效率提高, 3.成本降低。
ZL401-T1
195
2
差
----
适应强度要求低的铸造构件，仪表台架
铸造方向盘
铸造仪表台架
铸造减振塔
2.全铝车身技术（1.铝材选用）
铸材应用实例： 铸造减振座
铸造座椅
铸造纵梁
铸造缓冲座 铸造悬架臂
铸造电机壳
2.全铝车身技术（2.制造工艺）
2.2.1.成形工艺： 板材冲压成形 铝材 型材挤压成形 成形工艺 型材弯曲成形
95
170 270 275 200 220
25
15 12 28 20 27
好
一般 一般 好 好 好
好
一般 一般 好 好 好
适应强度要求不高、拉深的构件
适应强度要求一般、弯形的构件 适应强度要求高、弯形的构件 适应强度要求高、拉深的构件 适应强度要求高、拉深的构件 适应强度要求高、拉深的构件 烘烤强化 加工硬化
2.3.3.型材一体化的结构： 应用实例：
型材一体化 全铝车身厢体结构
型材一体化 城轨、地铁全铝车身。 型材一体化 高铁全铝车身
型材一体化 底盘大梁结构
型材一体化 底盘大梁结构
2.全铝车身技术（3.结构设计）
全铝车身三种典型结构对比：
全铝车身结构 1.内板+外板 2.骨架+蒙皮 3.型材一体化 4. ？？？ 刚 性 轻量化 差 最好 一般 工艺性 生产效率高 生产效率差 生产效率中 适 应 乘用车、小型车 客车、中大型车 高铁、中大型车 问 普遍刚性不够 连接方式效率低 轻量化效果一般 题
1.全铝车身的定义
客车承载式车身结构是由德国凯斯鲍尔于1950年发明的---特点：（1）将“车身”和“车架”合二为一； （2）依然采用“骨架”+“蒙皮”结构形式。 其发明效果： 1.重量降低， 2.安全系数提高， 3.增加车内乘客空间。
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260 215 290 350 530
8
10 8 10 10 6
好
一般 一般 一般 差 差
一般
一般 差 一般 差 差
适应强度要求高且焊接性高的构件
适应强度要求一般、弯形的构件 适应强度要求不高的构件 适应强度要求高、焊接性一般的构件 适应强度要求高的构件 适应强度要求高的构件
综合性高
烘烤强化
航空级 航空级
壁 厚
重 量
1mm
1
3mm
1
2.全铝车身技术（3.结构设计）
2.3.1.内板+外板的结构： 应用实例：
2.全铝车身技术（3.结构设计）
2.3.1.内板+外板的结构： 应用实例：
这些全铝车身与钢车相比，都是简单的 以铝代钢、材料替换而已，还是原来的 内板+外板的结构，其刚度值得去思考？
2.全铝车身技术（3.结构设计）
2.3.2.骨架+蒙皮的结构：
蒙皮 蒙皮
骨架
特点： 1.轻量化（车身与底盘合并为全承载式车身结构，轻量化效果好） 2.效率低（相对内外板结构，生产效率低）
骨架
2.全铝车身技术（3.结构设计）
钢蒙皮
2.3.2.骨架+蒙皮的结构：
铝蒙皮
优化骨架截面结构
钢骨架
铝骨架
钢 结 构 E/G 刚 度 K1 （弹性模量）210/79（剪切模量）
欧尚汽车
全铝车身技术开发与应用
长安欧尚汽车研究院 轻量化技术专家 伍成祁
2018（第三届）中国新能源汽车轻量化技术研讨会
目
录
1.全铝车身的定义 2.全铝车身技术开发及应用
2018（第三届）中国新能源汽车轻量化技术研讨会
1.全铝车身的定义
采用90%以上的铝合金材料制作的车身称为全铝车身
全承载式全铝车身
铝 结 构 （弹性模量）70/26（剪切模量） K2=K1 优化骨架型材截面结 构的情况下， 轻量化效果才有可能。
壁 厚
重 量
1mm
1
1.2mm
0.6
2.全铝车身技术（3.结构设计）
低地板全铝 车身公交车
2.3.2.骨架+蒙皮的结构：
应用实例：
高地板全铝车 身长途客车
骨架+蒙皮的全铝 飞机结构。
低地板全铝车身+ 全铝底盘公交车
铝合金 牌号 抗拉强度 MPa 伸长率 ％ 焊接 性能 弯形 性能 适 应 部 件 备 注
2014-T6
5083-H112
415
270
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差
好
差
好
适应强度要求高的构件
适应强度要求高、弯形的构件
航空级
开口型材
6005A-T6
6061-T4/T6 6063-T4/T6 6082-T4/T6 7005-T6 7075-T6
2.全铝车身技术（1.铝材选用）
2.1.1.板材选用：
铝合金 牌号
1060-H112
抗拉强度 MPa
60
伸长率 ％
22
焊接 性能
好
弯形 性能
好
适 应 部 件
适应强度要求不高、拉深的构件
备 注
纯铝99.6%
3103-H112
5052-H112 5083-H112 5182-H112 5754-H112 6016-T4
铸材压铸成形
2.全铝车身技术（2.制造工艺）
2.2.2.连接工艺：
TIG
焊接工艺 铝材 铆接工艺 连接工艺 螺接工艺
SRP
MIG
FSW
FDR
TOX
FDS
扣接工艺
2.全铝车身技术（3.结构设计）
2.3.1.内板+外板结构：
1 外板（覆盖件） 3 外板（覆盖件）
点焊连接
2 内板（结构件）
特点： 1.轻量化（车身与底盘合并；骨架与蒙皮合并） 2.效率高（整车全由板材冲压快速成形，由点焊快速连接）
装载40T的全铝底盘
2.全铝车身技术（3.结构设计）
2.3.2.骨架+蒙皮的结构：
骨架+蒙皮 全铝车身
应用实例：
现有乘用车尝试采用骨 架+蒙皮的结构形式！！
全铝骨架 型材底盘
全铝骨架 型材底盘
骨架+蒙皮 全铝车身
2.全铝车身技术（3.结构设计）
钢蒙皮
2.3.3.型材一体化的结构：
骨架+蒙皮合并为 型材一体化结构
点焊连接
2.全铝车身技术（3.结构设计）
2.3.1.内板+外板的结构：
钢结构
简单的以铝代钢
铝结构
钢 结 构 E/G 刚 度 K1 （弹性模量）210/79（剪切模量）
铝 结 构 （弹性模量）70/26（剪切模量） K2=K1 在形状结构、外尺寸不 变的情况下： 只有把壁厚增加3倍时， 它们的刚度才相等。
2.全铝车身技术（1.铝材选用）
型材应用实例： 6005A-T6 6063-T6 5083-H112 6082-T6 6082-T6 6005A-T6 6063-T6 6082-T6 6082-T6 6082-T6 6061-T6
2.全铝车身技术（1.铝材选用）
2.1.3.铸材选用：
铝合金 牌号 ZL118-T6 ZL205A-T6 ZL305-T4 抗拉强度 MPa 290 470 290 伸长率 ％ 1 3 8 焊接 性能 差 差 差 弯形 性能 ---------适 应 部 件 适应强度要求一般的铸造构件，减振塔 适应强度要求高的铸造构件，发动机体 适应强度要求一般的铸造构件，座椅骨架 备 注
结构刚性最差 结构刚性好 结构刚性最好
解决上述的问题
未来的全铝车身结构---值待你们+我们一起去创新！！
欧尚汽车
长安欧尚汽车研究院
谢谢大家关注!
2018.6 .重庆
2018（第三届）中国新能源汽车轻量化技术研讨会
帆布做的 铝材做的
塑料（复合）做的
木材做的
2.全铝车身技术
1.铝材选用 1.板材选用 2.型材选用 3.铸材选用 1.成形工艺 2.连接工艺
பைடு நூலகம்
全铝车身技术
2.制造工艺
3.结构设计
1.内板+外板结构 2.骨架+蒙皮结构 3.型材一体化结构
定义：选用铝合金合适的材料通过合适的工艺手段达成全铝车身结构设计的目的。
2.全铝车身技术（1.铝材选用）
板材应用实例： 6016-T4 5182-T4 1060-H112 6016-T4
5182-T4/O
3103-H112 5754-H112/O
5182-T4/O
5083-H112
5052-H112
5182-T4/O
2.全铝车身技术（1.铝材选用）
2.1.2.型材选用：
钢骨架
优化骨架截面结构
钢 结 构
特点： 1.轻量化一般
铝 结 构
2.结构刚性好
E/G 刚 度 壁 厚 重 量 K1
（弹性模量）210/79（剪切模量）
（弹性模量）70/26（剪切模量） K2=1.4 K1 1.5mm 0.9 优化骨架型材截面结 构的情况下， 即增加了强度又减轻 了重量。
2mm 1
2.全铝车身技术（3.结构设计）
1.全铝车身的定义
1.2 非承载式全铝车身
------不承载整车全部载荷的（全铝）车身称为非承载式（全铝） 车身，整车全部载荷由底盘中的车架来承担。此类车结构也叫全 承载式（全铝）底盘。
全铝底盘车架
承载全部载荷
1.全铝车身的定义
------既然由全承载式（全铝）底盘的车架来承载整车全部载荷，那么， 车身就没有必要来承载载荷，因此，此类车身也称非承载式车身，此车身 可用。。。。。。。
全铝车身 非承载式全铝车身
? ? ?
1.全铝车身的定义
1.1 全承载式全铝车身
------承载整车全部载荷的整体式（全铝）车身称为全承载式 （全铝）车身，原底盘中的车架已融入到车身当中。
1.全铝车身的定义
轿车承载式车身结构是由文森卓•兰西亚于1925年发明的---特点：（1）将“车身”和“底盘”合二为一;（2）将“骨架”和“蒙皮” 合为一体;（3）由钢板冲压而成的结构件和覆盖件组成承载式车身的基本 结构。 其发明效果： 1.重量降低， 2.生产效率提高, 3.成本降低。
ZL401-T1
195
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适应强度要求低的铸造构件，仪表台架
铸造方向盘
铸造仪表台架
铸造减振塔
2.全铝车身技术（1.铝材选用）
铸材应用实例： 铸造减振座
铸造座椅
铸造纵梁
铸造缓冲座 铸造悬架臂
铸造电机壳
2.全铝车身技术（2.制造工艺）
2.2.1.成形工艺： 板材冲压成形 铝材 型材挤压成形 成形工艺 型材弯曲成形
95
170 270 275 200 220
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15 12 28 20 27
好
一般 一般 好 好 好
好
一般 一般 好 好 好
适应强度要求不高、拉深的构件
适应强度要求一般、弯形的构件 适应强度要求高、弯形的构件 适应强度要求高、拉深的构件 适应强度要求高、拉深的构件 适应强度要求高、拉深的构件 烘烤强化 加工硬化
2.3.3.型材一体化的结构： 应用实例：
型材一体化 全铝车身厢体结构
型材一体化 城轨、地铁全铝车身。 型材一体化 高铁全铝车身
型材一体化 底盘大梁结构
型材一体化 底盘大梁结构
2.全铝车身技术（3.结构设计）
全铝车身三种典型结构对比：
全铝车身结构 1.内板+外板 2.骨架+蒙皮 3.型材一体化 4. ？？？ 刚 性 轻量化 差 最好 一般 工艺性 生产效率高 生产效率差 生产效率中 适 应 乘用车、小型车 客车、中大型车 高铁、中大型车 问 普遍刚性不够 连接方式效率低 轻量化效果一般 题